(57)【要約】【課題】放電加工によりロール表面に皮膜を形成する場合において、クラックのない極めて強固な硬質皮膜をロール表面に形成可能とすることで、耐面圧特性を要求される場合でも皮膜の剥離がなく、ロールの耐磨耗性、耐焼き付き性および耐疵付き性を大幅に向上できるロール表面処理方法およびロールを提供する。【解決手段】  放電加工によりロール表面に皮膜を形成させる際に、ロール表面への単位面積あたりの放電回数Ｎ（回／ｍｍ２）を下式（１）の範囲内とする。  （α・Ｓ）／（πｄ２）≦Ｎ≦（β・Ｓ）／（πｄ２）  ・・・（１）ここで、ｄ：単発放電痕の平均半径（μｍ）、Ｓ：皮膜が形成されるロールの表面積（ｍｍ２）、α，β：放電電極構成材料毎に決定される定数【選択図】図５
2006181617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電加工によりロール表面に皮膜を形成させるロール表面処理方法であって、
ロール表面への単位面積あたりの放電回数Ｎ（回／ｍｍ２）を下式（１）の範囲内とすることを特徴とするロール表面処理方法。
（α・Ｓ）／（πｄ２）≦Ｎ≦（β・Ｓ）／（πｄ２）  ・・・（１）
ここで、ｄ：単発放電痕の平均半径（μｍ）、Ｓ：皮膜が形成されるロールの表面積（ｍｍ２）、α，β：放電電極構成材料毎に決定される定数
【請求項２】
放電加工条件を、パルス時間８〜２０μｓｅｃ、パルス周期時間とパルス時間との比(デューティファクター)０．０５以下、ピーク電流値８〜２５Ａとすることを特徴とする請求項１に記載のロール表面処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のロール表面処理方法により、ロール表面に硬質皮膜を形成したロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電加工を用いたロール表面処理方法、特に、ロールの表面に耐摩耗性を有する硬質皮膜を放電により形成するロール表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板の圧延工程で使用される鍛鋼圧延ロールのようなロールは、高面圧且つ高すべり速度の過酷な環境で用いられるため、磨耗等によるロールの組み替え作業が頻繁に行なわれている。また、近年の製品品質の厳格化と生産ラインの高速化、生産プロセスの多様化に伴い、ロール表面性状に関しては、ある一定のレベルに維持することが求められている。
【０００３】
しかし、前記鋼板の圧延工程で使用される鍛鋼圧延ロールのようなロールは、磨耗等により、要求されるロール表面性状を長期間維持することが難しくなっており、ロールの良否が製品品質及び生産性を左右するといっても過言ではない。
【０００４】
ロールの硬度、耐磨耗性を向上させる方法としては、大きく分けてロールの材質そのものを改善する方法とロールの表面を改質処理する方法とが挙げられる。
【０００５】
ロールの材質については、耐磨耗性向上を目指しハイスや超硬材といったような高硬度材質によるロール開発が行われており、良好な耐摩耗性を示している。しかし、材質が高硬度であるため従来と比較して難研削となり、また、ロール製造コストも通常にくらべ数倍以上となるため、コストの低廉化が課題となっている。
【０００６】
ロール表面の改質については、Ｃｒめっきを施す方法が多く採用されており、これは従来の鍛鋼ロールにくらべて、耐磨耗性や耐焼き付き性に優れるという特徴を有する。しかし、研削後に別工程としてめっき処理する必要があるため、処理時間、製造コスト等に問題がある。
【０００７】
また、一般的な硬質皮膜形成方法として、化学的蒸着法（ＣＶＤ法）や物理的蒸着法（ＰＶＤ法）が知られており、これらの方法によりロール表面に硬質皮膜を形成することで耐磨耗性向上が期待できる。しかし、皮膜を形成する対象となる実機ロールが極めて大きいため、硬質皮膜を形成させるための反応炉作成には設備コストの増大が大きな問題となる。
【０００８】
このような硬質皮膜による高機能表面付与と設備コストの両立を図る方法として、液中放電によって金属材料の表面をコーティングし、耐食性、耐磨耗性を向上させる技術が提案されている。例えば、特許文献１には、放電により発生した熱エネルギにより電極材料であるＴｉを加工部分の加工液中に浮遊させるとともに、被加工物表面に付着させる表面処理技術が記載されている。ここでは、さらに、加工液中の炭素が放電時のアーク熱により分解し、加工液から離脱する。この炭素と加工液中および被加工物表面に付着したＴｉとの間の化学反応により、Ｔｉの炭化物（ＴｉＣ）が形成され、被加工物表面に硬質被膜が形成される。
【０００９】
また、金属化合物の粉末若しくはセラミックス系材料の粉末を圧縮成形した圧粉体電極と被加工物の間に放電を発生させ、そのエネルギーにより、被加工物表面に電極材料からなる硬質被膜を形成し、高い耐食性や耐磨耗性を付与する技術が知られている。
【００１０】
ここで、一般的に、放電加工を用いた表面処理において対象となる被加工物は金型材料が主であるが、特許文献２に示されるように、ロール表面に、上記同様に液中で放電加工を施すことにより硬質皮膜を形成させ、表面に高硬度と耐磨耗性を付与させる方法が知られている。
【特許文献１】特開平９−１９８２９号公報
【特許文献２】国際公開第００／１６９１８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の放電加工による表面処理方法は、金属化合物の粉末若しくはセラミックス系材料の粉末を圧縮成形した圧粉体電極を用いて加工を行うが、得られる皮膜層は放電時の加工パラメータ、すなわち放電による熱エネルギーによって大きく影響を受ける。放電加工時の熱エネルギーへの影響因子はパルスパラメータ、特に、パルス時間、休止時間、電流、サーボ電圧である。
【００１２】
放電による熱エネルギーが小さ過ぎる場合には、堆積させるべき電極材質の融着が進行しないため、皮膜層は形成されない。一方、放電による熱エネルギーが過大の場合は、被加工物側への熱流入量が多くなるため、皮膜層と被加工物との熱膨張率差により被加工物側にクラックが発生するという問題があった。
【００１３】
周知のように放電加工は、絶縁液中で、電極と被加工物との間に、図７に示すようなパルス状の電流を流してパルス放電を発生させるが、パルス放電のＯＮ−ＯＦＦの間隔、すなわちパルス周期時間によっても得られる表面性状は大きく異なる。パルス放電の間隔が短くなると、同じ加工時間でも被加工物に放電される回数は多くなる。しかし、間隔が短くなることで本来パルス休止時間中で回復されるはずの絶縁状態が回復されず、一箇所に連続して放電が起こってしまう。このような集中放電が起きてしまうと、ある箇所に放電による付着堆積が進行し、均一な皮膜層が得られない問題があった。
【００１４】
通常の皮膜の付着堆積加工では、堆積時間を増やすほど被加工物への堆積量は増大していくが、本発明者らの研究によると以下のことがわかった。つまり、金属化合物の粉末若しくはセラミックス系材料の粉末を圧縮成形した圧粉体電極を用いた放電表面処理では、一旦被加工物に電極材質が堆積すると、電極材質自体が高融点金属のため、被加工物表層は高融点となる。従って、以降の放電加工では電極材質の融着は起こりにくくなり、皮膜厚みは加工パラメータに対応した一定値に飽和する。加えて、放電加工時の衝撃が既に堆積している皮膜層に過度に伝播するため、皮膜層にクラックが発生する。そして、クラックが発生した状態では高硬度、高融点物質により形成された皮膜としての能力は満足せず、圧延等の高負荷条件下では皮膜層の剥離が生じる。
【００１５】
上記事実はすなわち、圧延ロールに適した健全皮膜形成のためには加工パラメータのみならず放電回数も制御しなければならないことを意味している。
【００１６】
前記特許文献１においても、放電加工時の加工時間に関する記述があり、堆積した皮膜層が除去され始めた段階で放電を停止し表面に皮膜層を形成させる、と記載してある。しかし、本発明者らによる実験の結果では、皮膜層の除去が開始しないような場合でもある一定の放電回数範囲を超えると皮膜にはクラック等の欠陥が形成されてしまい、健全な皮膜は得られず、この状態で圧延をすると皮膜が欠落してしまうことがわかった。
【００１７】
また、前記特許文献２には、放電加工による表面処理をロール表面に適用する方法が開示されているが、放電加工時の加工パラメータに関する記載はない。圧延時は高面圧負荷がかかるため、圧延ロールに形成させる皮膜には皮膜密着性、高硬度、高被覆率が要求されるが、先述したように皮膜硬度、被覆率、皮膜健全性といった形成皮膜特性は加工パラメータの影響が大である。これに対し上記特許文献２では具体的条件が明記されておらず、上述の問題を解決できない。
【００１８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、放電加工によりロール表面に皮膜を形成する場合において、クラックのない極めて強固な硬質皮膜をロール表面に形成可能とすることで、耐面圧特性を要求される場合でも皮膜の剥離がなく、ロールの耐磨耗性、耐焼き付き性および耐疵付き性を大幅に向上できるロール表面処理方法およびロールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
電極構成材料を放電加工により被処理体に付着堆積させるためには放電電流の波形、とくにピーク電流、パルス時間がきわめて重要となってくる。さらに、表面処理を実施するに当たり、被処理体の加工表面の表面性状あるいは耐磨耗性の指標を示す皮膜層硬度を使用目的に応じ制御することが必要となる。
【００２０】
図１は、ピーク電流及びパルス時間を変えて加工した場合の膜厚の変化を示す図である。ここで、前記皮膜の厚さの計測は、各加工条件での断面ＳＥＭ写真より、それぞれの平均高さを求めることにより行った。図１より、放電回数を増加させても、各ピーク電流、パルス時間に対応した一定膜厚に飽和することが明らかとなった。また、パルス時間によって膜厚が変化するということより、放電一回当たりの入熱量が皮膜層の膜厚に大きく寄与していることがわかった。
【００２１】
また、いずれのパルス時間においても放電回数による皮膜厚みの変化は少ないことがわかる。これは被処理体に、一旦電極構成材料である金属が付着堆積してしまうと、その後はほとんど堆積が起こらず、逆に放電加工時の衝撃によりクラックやポアといった皮膜欠陥は増加してしまう。
【００２２】
また、放電加工による表面処理で形成される皮膜は電極構成材料の単発放電痕が敷き詰められることにより形成されることがわかった。従って、単位面積あたりの放電回数が少なすぎると単発放電痕がまばらとなって皮膜として形成させることが出来ない。
【００２３】
図２は、皮膜の被覆率に及ぼす放電回数の影響を示す図である。ここで、皮膜の被覆率とは、被加工物の単位面積辺りに占める放電痕面積の割合である。被加工物に単発放電痕が重なりなく理想的に敷き詰められたとした場合の単位面積あたりに放電される回数は、加工面積／単発放電痕面積となり、本図では１００〜２００回/ｍｍ2で理想的には被覆率が１００％となる。しかし、実際には放電はランダムに発生するため単発放電痕は理想的には敷き詰められず、被覆率は低下する。図２より明らかなように、放電回数が少ない条件、特に放電回数５００回/ｍｍ2以下の領域では被覆率が非常に低いことがわかる。このような状態では表面性状に母材の影響が出てくるため、本来表面皮膜層が持っている機能が損なわれる可能性が高い。
【００２４】
一方、被覆率を上げようとして放電回数を多くし過ぎると、皮膜内部へのクラックやポアが問題となる。
【００２５】
つまり、放電回数にはある適切な範囲が存在することがわかった。すなわち、ロール表面への単位面積あたりの放電回数が次式（１）を満足するようにすることで皮膜欠陥のない、かつある程度の被覆率を有した皮膜を形成することができることがわかった。
【００２６】
（α・Ｓ）／（πｄ２）≦Ｎ≦（β・Ｓ）／（πｄ２）  ・・・（１）
ここで、Ｎ：単位面積あたりの放電回数（回／ｍｍ２）、ｄ：単発放電痕の平均半径（μｍ）、Ｓ：皮膜が形成されるロールの表面積（ｍｍ２）、α，β：放電電極構成材料毎に決定される定数である。
【００２７】
上式（１）において、α及びβの決定のため、加工パラメータを変化させた放電加工を行った。鋼種が軸受鋼相当であるロールを、放電電極としてＴｉＣ焼結体（ＴｉＣ粉末径５μｍ、電極寸法１０×１５×３０ｍｍ）を用いて、放電加工を行った。加工パラメータはピーク電流：２５Ａ 、パルス時間：８μｓｅｃ、デューティファクター（パルス周期時間とパルス時間との比）：０．０５、加工面積：２１９８ｍｍ２、ロール回転数：２０ｒｐｍの条件(加工液：灯油系)で放電を行った。なお、この条件下での単発放電痕の半径は５０μｍ程度であった。
【００２８】
単位面積あたりの放電回数を変化させて表面処理したロールの皮膜断面の電子顕微鏡写真(１０００倍)を撮影し、その写真より堆積された皮膜の状態を観察した。その結果、単位面積あたりの放電回数が５００回より小さい条件では単発放電痕の堆積がまばらなため、ほとんど皮膜として認識されなかった。逆に単位面積あたりの放電回数が１７００回より大きい条件では皮膜内部にクラックが発生した。このような皮膜欠陥は以下のメカニズムで進行すると考えられる。
【００２９】
つまり、放電加工は図７に示すように電極とロールとの間にパルス状の電流を流すことにより放電を繰り返し、一回の放電で一つの放電痕が堆積する。一旦被加工物に電極構成材料が堆積すると、電極構成材料自体が高融点金属のため、被加工物表層は高融点となる。従って、以降の放電加工では電極構成材料の融着は起こりにくくなり、逆に放電加工時の衝撃が既に堆積している改質層に過度に伝播し、皮膜層へクラックが発生する。
【００３０】
したがって、この放電加工条件で欠陥のないかつある程度の被覆率を有する皮膜を形成させるために必要な放電回数は５００〜１７００回／ｍｍ２となることがわかる。
【００３１】
これにより、上記（１）式に上記放電回数をあてはめることにより、α＝１．７９×１０−３、β＝６．０７×１０−３と算出される。
【００３２】
前記α及びβの値の妥当性を調査するため、α及びβの値を算出した場合と異なる加工パラメータで放電を行い結果の確認を行った。ピーク電流は８Ａとし、その他の条件は前記の条件と同一で行った。この条件での単発放電痕の直径は６０μｍ程度であった。
【００３３】
上記同様に、単位面積あたりの放電回数を変化させて表面処理したロールの皮膜断面の電子顕微鏡写真(１０００倍)を撮影し、その写真より堆積された皮膜の状態を観察した。前記α及びβの値を用いると、上式（１）より放電回数範囲は１４００〜４７００回／ｍｍ２程度となるが、前記皮膜断面の電子顕微鏡写真の観察から、この範囲において欠陥のない均一な皮膜が形成されていることがわかった。以上より、上式（１）が妥当であることが示された。
【００３４】
上記放電加工を行ったロール表面は放電による電極構成材料の付着堆積により皮膜が形成され、電極構成材料である硬質化合物により高硬度化し、耐磨耗性が向上する。また、単位面積当たりの放電回数を上記範囲内に規定することで、既に堆積した皮膜への放電衝撃を抑え、単発放電痕の積層部境界に発生する融着不安定領域を最小にし、皮膜内部にクラックやポアのない緻密な皮膜を形成している。なお、上記皮膜は電極構成材料であるＴｉＣ（チタンカーバイド）により形成されている。
【００３５】
また、図３に加工パラメータを変化させた場合の皮膜層の断面硬度変化を示す。図３に示すように、硬度はマイクロビッカース硬さで１０００〜２０００Ｈｖ程度の硬質範囲の皮膜を形成している。これらの表面は面粗さで約１．５〜２．５μｍＲａ程度であり、現在用いられているダルロールとほぼ同程度の粗さであった。
【００３６】
ここで、本来のＴｉＣの硬度はマイクロビッカース硬さで３０００Ｈｖ程度であり、本皮膜の硬度はこれを下回っているが、これは、放電皮膜は電極構成材料であるＴｉＣが放電時のアーク熱で溶融したロール材の溶融プール内に打ち込まれて混合層を構成しているためと考えられる。また、皮膜とロール材との境界はあまりはっきりしておらず、深さ方向に対して硬度の傾斜性を持つ皮膜層が形成されていることがわかる。なお、表面皮膜の主成分であるＴｉＣはファインセラミックスであるため、他物質との反応は起こしにくく、表面の耐焼き付き性も向上することが予想される。
【００３７】
次に、図４に耐焼き付き性を評価した結果を示す。図４は、付着滑り試験機を用いて、他の表面皮膜（鍛鋼材及びクロムめっき皮膜）との摩擦係数を比較した結果である。この結果から鍛鋼材及びクロムめっき皮膜では、摺動回数の増加と共に急激に摩擦係数が増加、即ち焼き付きが起こるのに対し、本発明により形成した皮膜の摩擦係数は低く安定しており、耐焼き付き性が大きく向上していることがわかった。
【００３８】
本発明は、以上のような知見に基づいてなされたものであり、以下のような特徴を有する。
［１］放電加工によりロール表面に皮膜を形成させるロール表面処理方法であって、
ロール表面への単位面積あたりの放電回数Ｎ（回／ｍｍ２）を下式（１）の範囲内とすることを特徴とするロール表面処理方法。
【００３９】
（α・Ｓ）／（πｄ２）≦Ｎ≦（β・Ｓ）／（πｄ２）  ・・・（１）
ここで、ｄ：単発放電痕の平均半径（μｍ）、Ｓ：皮膜が形成されるロールの表面積（ｍｍ２）、α，β：放電電極構成材料毎に決定される定数
［２］上記［１］において、放電加工条件を、パルス時間８〜２０μｓｅｃ、パルス周期時間とパルス時間との比(デューティファクター)０．０５以下、ピーク電流値８〜２５Ａとすることを特徴とするロール表面処理方法。
［３］上記［１］または［２］に記載のロール表面処理方法により、ロール表面に硬質皮膜を形成したロール。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、ポアやクラックのない極めて強固な硬質皮膜をロール表面に形成することができ、圧延のような耐面圧特性を要求される状況においても、本発明の適用により表面の耐磨耗性、耐焼き付き性、耐疵付き性を大幅に向上することができるロール表面処理方法およびロールが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。
【００４２】
図５に、本発明に係るロール表面処理方法を実施するための表面処理装置の一例を示す。ここで、前記表面処理装置１０は、従来の放電加工装置を用いることができる。
【００４３】
前記表面処理装置１０は、放電加工液６を貯めるための処理槽２と、被加工物であるロール１を保持し回転させるための回転駆動手段３と、放電電極４と、電源５とを備えている。放電加工は、処理槽２内に貯められた放電加工液６中で行われる。電源５により、放電電極４と被加工物であるロール１との間に電極消耗条件となるように電圧を印加して放電を起こさせることにより、皮膜を形成する。ここで、前記電極消耗条件とは、前記放電電極４とロール１の極性を、ロール１をプラス側に、放電電極４をマイナス側にすることである。
【００４４】
また、前記放電電極４の電極構成材料としては、導電性を有する硬質化合物の粉末、例えば、ＴｉＣなどの導電性セラミックスの粉末を用いることができる。前記粉末を圧縮成形、焼結等することで成形して、電極として用いることができる。なお、前記電極構成材料の粉末を成形する際の条件は、電極構成材が放電時の衝撃で飛散しやすいように、粉末同士の結合力を弱めておくことが好ましい。しかし、電極としての機能を果たすだけの機械的強度が要求されるため、圧粉体よりも焼結体を用いることが好ましい。
【００４５】
また、前記放電加工液６としては、放電加工において絶縁耐性を有するものが用いられ、例えば、灯油系放電加工液が好適に用いられる。例えば、昭和シェル石油株式会社製パラオ−ル２５０、新日本石油株式会社製ＥＤＦ−Ｋ等を用いることができる。
【００４６】
本発明に係るロール表面処理方法は、上記装置構成において、ロール表面への単位面積あたりの放電回数Ｎ（回／ｍｍ２）を、上述したように式（１）の範囲内とするものである。
【００４７】
（α・Ｓ）／（πｄ２）≦Ｎ≦（β・Ｓ）／（πｄ２）  ・・・（１）
ここで、ｄ：単発放電痕の平均半径（μｍ）、Ｓ：皮膜が形成されるロールの表面積（ｍｍ２）、α，β：放電電極構成材料毎に決定される定数。
【００４８】
これにより、電極消耗条件で行う一般的な放電加工によるロール表面への皮膜形成条件においても、ポアやクラックのない極めて強固な硬質皮膜をロール表面に形成することが可能となる。
【００４９】
ここで、前記ロール表面処理においては、放電加工条件を、パルス時間８〜２０μｓｅｃ、パルス周期時間とパルス時間との比であるデューティファクターを０．０５以下、ピーク電流値８〜２５Ａとすることが好ましい。前記パルス時間又はピーク電流値については、値が小さすぎる条件では放電による熱エネルギーが小さくなってしまうため、堆積させるべき電極構成材料の融着が起こりにくくなり、電極構成材料がロール表面に堆積されづらくなる。一方、前記パルス時間又はピーク電流値が大きすぎる場合には、放電エネルギーが過大となりロール母材への熱の流入量が多くなるため、ロール母材と皮膜との熱膨張率差によりロール側にクラックが発生する場合がある。従ってパルス時間およびピーク電流値は上記数値範囲とすることが好ましい。また、放電集中を防止するため、パルス周期時間とパルス時間との比であるデューティファクターは、上記範囲とすることが好ましい。
【００５０】
前記放電電極４と被加工物であるロール１表面との間で放電を行うことで、放電電極４の構成材料が、放電時の熱エネルギーにより溶融したロール１表面の溶融プール内に混入し、電極構成材料である硬質化合物と一部溶融した被加工物とにより成る表面処理皮膜が形成され、耐摩耗性、耐面圧特性、耐焼付性の機能を有する硬質皮膜である表面処理皮膜が形成される。
【００５１】
前述したように上記（１）式においてαおよびβは、放電電極材毎に決定される定数である。前記αおよびβの決定にあたっては、上述の「課題を解決するための手段」で説明したように、放電電極４の材料毎に予め実験により求めておくことが必要である。すなわち、適当な電気加工条件において、単位面積当たりの放電回数を種々変化させた時の皮膜性状を調査し、健全な皮膜が得られる放電回数範囲を決定する。この範囲を（1）式に当てはめてα及びβを求める。なお、同じ放電電極材の場合には、放電加工時の加工パラメータによらず同一の値を用いることができる。
【００５２】
ここで、本発明に係るロール表面処理方法が適用されるロールはワークロールが中心となるが、この他にもバックアップロールや中間ロール、搬送用ロールにおいても適用することができる。本発明に係るロール表面処理方法を適用することで、前記ロールにおいても優れた耐磨耗性を示すことができる。
【００５３】
また、本発明が適用されるロールの材質としては特に限定されないが、冷間圧延ラインにおいて通常用いられているロール材質と同等の鋼、例えば、圧延ロールとして用いられる５％Ｃｒ鍛鋼（ＳＫＤ６１或いはＳＵＪ−２と称される鋼）をもちいることができる。
【００５４】
また、本発明に係るロール表面処理方法は、ロール表面への硬質皮膜形成処理と表面粗さ等の所定の表面性状を有した表面仕上げ（表面テクスチャリング）とを同時に行うものであり、放電加工時のパラメータ、特にピーク電流、パルス時間を変化させることで皮膜断面硬度及び表面性状を使用目的に応じて制御することができる。
【００５５】
また、被加工物表面への硬質皮膜形成と表面テクスチャリングを同時に行うことにより、トータルの処理時間を短縮できるとともに、処理面全体に均一で緻密な表面改質膜を形成させる効果がある。
【実施例１】
【００５６】
軸受鋼製の直径７０ｍｍの小径ロールに対して、本発明に係るロール表面処理方法を適用した表面処理を実施し、圧延実験を行った結果について以下に示す。本発明例の表面処理ロールに対しては、放電電極としてＴｉＣ焼結体（ＴｉＣ粉末径５μｍ、電極寸法１０×１５×３０ｍｍ）を用いて、放電加工を行った。加工パラメータはピーク電流：２５Ａ 、パルス時間：８μｓｅｃ 、デューティファクター：０．０５、加工面積：２１９８ｍｍ２、ロール回転数：２０ｒｐｍ、単位面積あたりの放電回数１０００回／ｍｍ２の条件(加工液：灯油系)で皮膜形成を行った。なお、この条件下での単発放電痕の半径を予め調べたところ５０μｍであり、また、放電電極がＴｉＣ焼結体の場合の前記（１）式における定数α，βの値はα：１．７９×１０−３，β：６．０７×１０−３であるので、本実施例における単位面積あたりの放電回数１０００回／ｍｍ２は、（１）式の条件を満たしている。
【００５７】
通常の調質圧延ラインでの接触面圧レベル（１３０ｋｇ／ｍｍ２）と同じ接触面圧で圧延実験を行い、潤滑条件はドライ潤滑とした。図６に本発明を適用したロールによる圧延実験の結果を示す。図６は、実機換算による圧延長を横軸に、表面粗度減少率を縦軸に表した図である。本発明の放電回数範囲外で放電加工を施した条件（放電回数３０００回／ｍｍ２）では、クラックやポアが存在し、それらが起因となって皮膜凸部の欠落ちが生じ、表面粗度の低下が起った。一方、本発明の放電回数範囲内で放電加工を施したロールでは、従来の表面処理ロールとして利用されているＣｒめっきロールと比較しても、初期の表面粗度の低下も小さく、またその後の表面粗度も安定している。また、図６に示すように本発明の放電加工条件を用いた表面処理ロールについては、従来のＣｒめっきロールと比較しても、使用による表面粗度減少率が大幅に軽減されている。以上より、冷間圧延工程におけるダルロールに本発明を適用することで、圧延ロールの組換え回数を大幅に減らすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】ピーク電流及びパルス時間を変えて加工した場合の膜厚の変化を示す図である。
【図２】皮膜の被覆率に及ぼす放電回数の影響を示す図である。
【図３】加工パラメータを変化させた場合の皮膜層の断面硬度変化を示す図である。
【図４】各種皮膜の耐焼き付き性を評価した結果を示す図である。
【図５】本発明に係るロール表面処理方法を実施するための表面処理装置の一例を示す図である。
【図６】本発明を適用したロールによる圧延実験の結果を示す図である。
【図７】パルス放電を行う場合のパルス状電流の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ロール
２  処理槽
３  回転駆動手段
４  放電電極
５  電源
６  放電加工液
１０  表面処理装置
【図１】
2006181617.tif 000003
【図２】
2006181617.tif 000004
【図３】
2006181617.tif 000005
【図４】
2006181617.tif 000006
【図５】
2006181617.tif 000007
【図６】
2006181617.tif 000008
【図７】
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